YUV-Farbmodell
Das YUV-Farbmodell (auch Y'CbCr oder YPbPr) verwendet die Komponente Y
für die Darstellung der Helligkeitsinformation (Luminanz), und die Komponenten U und V
zur Darstellung der Farbinformation (Chrominanz).
Die Ingenieure, welche dieses Format entwickelten mußten einen Weg finden um Farbfernsehen abwärts kompatibel mit Schwarzweißfernsehern zu machen. Dabei stand ihnen nur eine beschränkte Bandbreite zur Verfügung, sodaß RGB Informationen nicht ohne Kompression übertragen werden konnten. Durch das YUV Format können, im Vergleich zu RGB, ca. 33% der Datenrate eingespart werden.
Bei verschiedenen Formaten der digitalen Bild- und Video-Kompression ist es Ausgangsformat bei der Kodierung und das Endformat bei der Dekodierung. Die Auflösung der Bilder ist standartisiert im Common Interchange Format (CIF).
Prinzip: Das Luminanzsignal ist hierbei die Summe der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau, die Crominanzsignale entstehen aus der Differenz Blau minus Luminanz bzw. Rot minus Luminanz.
Y = R + G + B U = B - Y V = R - Y
Hieraus können später wieder die einzelnen Farbanteile berechnet werden:
Y + U = Y + ( B - Y ) = Y - Y + B = B Y + V = Y + ( R - Y ) = Y - Y + R = R Y - B - R = ( R + G + B ) - B - R = G
Die genaue Berechnung ist jedoch komplizierter, da einige Aspekte des Farbensehens des
menschlichen Auges berücksichtigt werden müssen (Grün wird heller wahrgenommen, als Blau).
Zur Berechnung des Luminanz-Signals werden die zugrundeliegenden RGB-Daten zunächst mit, dem Gamma-Wert des Ausgabegerätes verrechnet, man erhält ein R'G'B'-Signal. Die drei Einzelkomponenten werden mit unterschiedlicher Gewichtung addiert, um die Helligkeitsinformation zu bilden. Als vereinfachtes Beispiel (verschiedene Standards verwenden hier unterschiedliche Gewichtungsfaktoren):
Y' = 0,30 * R' + 0,59 * G' + 0,11 * B'.
Die Berechnung der Chrominanz-Komponenten erfolgt nun unter Berücksichtigung dieser Gewichtungen:
U' = 0,62 * R' - 0,59 * G' - 0,10 * B' V' = - 0,15 * R' - 0,29 * G' + 0,44 * B'